[发明专利]一种层析SAR全场景点云获取方法及其装置

说明书

本发明提供一种层析SAR全场景点云获取方法及其装置，层析SAR全场景点云获取方法包括以下步骤：获取不同方位角的多个层析SAR原始回波数据；对每一原始回波数据进行二维成像处理，得到多个地距二维图像；对每一地距二维图像进行配准处理，得到多个彼此相干的二维图像；对多个彼此相干的二维图像进行三维重建，得到多个初始三维点云；对每一初始三维点云进行坐标系转换，得到多个修正三维点云；对多个修正三维点云进行点云配准处理，获取层析SAR全场景点云。本发明的技术方案中，获取不同方位角的层析SAR原始回波数据，利用点云配准算法实现不同方位角观测的三维点云的精确配准，有效地获取全场景目标的三维点云，解决传统层析SAR点云的阴影和遮挡问题。

技术领域

本发明涉及雷达信息处理领域，特别涉及一种层析SAR全场景点云获取方法及其装置。

背景技术

传统的二维SAR成像结果中存在严重的叠掩、阴影和顶底倒置等问题，严重影响二维SAR图像的解译和应用。

受机载SAR航线和姿态控制能力的制约以及交轨风向等因素的干扰，SAR频域成像算法结果中存在严重的时变基线问题，影响后续的三维重建过程。受SAR方位向和俯仰向观测视角的限制，传统机载层析SAR三维重建结果中存在严重的阴影和遮挡现象，无法完整有效地获取全场景目标的三维点云。

同时，雷达载机的姿态控制和航线控制都极其困难，从而导致全息SAR雷达回波数据的有效率很低。且由于全息SAR合成孔径时间较长，这也带来了雷达回波数据量庞大的问题。由于SAR系统斜距误差和成像参考高程误差的存在，且目标的各向散射异性，多方位角观测获取的目标二维成像结果通常是非相干的，从而导致多方位角观测的二维图像间配准困难。

综上，SAR频域成像算法的二维成像结果受载机平台航线扰动的影响较大，同时，由于方位向和俯仰向观测视角受限，传统的机载层析SAR三维重建结果中存在严重的阴影和遮挡问题，无法实现全场景目标的三维重建。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种层析SAR全场景点云获取方法及其装置，旨在解决传统层析SAR无法实现全场景目标的三维重建的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种层析SAR全场景点云获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取不同方位角的多个层析SAR原始回波数据；

对每一原始回波数据进行二维成像处理，得到多个地距二维图像；

对每一地距二维图像进行配准处理，得到多个彼此相干的二维图像；

对多个彼此相干的二维图像进行三维重建，得到多个初始三维点云；

对每一初始三维点云进行坐标系转换，得到多个修正三维点云；

对多个修正三维点云进行点云配准处理，获取层析SAR全场景点云。

可选的，对每一原始回波数据进行二维成像处理，得到多个地距二维图像的步骤包括：

采用后向投影成像算法对每一原始回波数据进行二维成像处理，得到多个地距二维图像。

可选的，对每一地距二维图像进行配准处理，得到多个彼此相干的二维图像的步骤包括：

采用基于离散傅里叶变换法的配准方法对每一地距二维图像进行配准处理，得到多个彼此相干的二维图像。

可选的，对多个彼此相干的二维图像进行三维重建，得到多个初始三维点云的步骤包括：

根据雷达参数以及成像几何构建感知矩阵，并构建高程向重建网格；

根据感知矩阵以及高程向重建网格，采用正交匹配追踪法进行三维重建，得到多个初始三维点云。

可选的，高程向重建网格满足以下关系：